变质岩介绍及图片

变质岩:

变质岩是在高温高压和矿物质的混合作用下由一种石头自然变质成的另一种石头。质变可能是重结晶、纹理改变或颜色改变。

变质岩是在地球内力作用,引起的岩石构造的变化和改造产生的新型岩石。这些力量包括温度、压力、应力的变化、化学成分。固态的岩石在地球内部的压力和温度作用下,发生物质成分的迁移和重结晶,形成新的矿物组合。如普通石灰石由于重结晶变成大理石。

变质岩是组成地壳的主要成分,一般变质岩是在地下深处的高温(要大于150摄氏度)高压下产生的,后来由于地壳运动而出露地表。

一般变质岩分为两大类,一类是变质作用作用于岩浆岩(火成岩),形成的变质岩成为正变质岩;另一类是作用于沉积岩,生成的变质岩为副变质岩。

大面积变质的岩石为区域性的,但也有局部性的,局部性的如果是因为岩浆涌出造成周围岩石的变质称为接触变质岩;如果是因为地壳构造错动造成的岩石变质为动力变质岩。

原岩受变质作用的程度不同,变质情况也不同,一般分为低级变质、中级和高级变质。变质级别越高,变质程度越深。如沉积岩粘土质岩石在低级作用下,形成板岩;在中级变质时形成云母片岩;在高级变质作用下形成片麻岩。

岩石在变质过程中形成新的矿物,所以变质过程也是一种重要的成矿过程,鞍山的铁矿就是一种前寒武纪火成岩形成的一种变质岩,这种铁矿占全世界铁矿储量的70%。此外如锰钴铀共生矿、金铀共生矿、云母矿、石墨矿、石棉矿都是变质作用造成的。

变质岩是组成地壳的主要岩石类型之一。在变质作用中,由于温度、压力、应力和具有化学活动性流体的影响,在基本保持固态条件下,原岩的化学成分、成分和结构构造发生不同程度的变化。变质岩的主要特征是这类岩石大多数具有结晶结构、定向构造(如片理、片麻理等)和由变质作用形成的特征变质矿物如蓝晶石、红柱石、矽线石、石榴石、硬绿泥石、绿帘石、蓝闪石等

化学成分:

与原岩的化学成分有密切关系,同时与变质作用的特点有关。在变质岩的形成过程中,如无交代作用,除H2O和CO2外,变质岩的化学成分基本取决于原岩的化学成分;如有交代作用,则既决定于原岩的化学成分,也决定于交代作用的类型和强度。变质岩的化学成分主要由SiO2Al2O3、Fe2O3、FeO、MnO、CaO、MgO、K2O、Na2O、H2O、CO2以及TiO2、P2O5等氧化物组成。由于形成变质岩的原岩不同、变质作用中各种性状的具化学活动性流体的影响不同,变质岩的化学成分变化范围往往较大。例如,在岩浆岩(超基性岩-酸性岩)形成的变质岩中,SiO2含量多为35~78%;在(石英砂岩、硅质岩)形成的变质岩中,SiO2含量可大于80%;而原岩为纯石灰岩时,则可降低至零。在变质作用中,绝对的等化学反应是没有的,在变质反应过程中,总是有某些组分的带出和带入,原岩组分总是要发生某些变化,有时则非常显著。在通常的变质反应中,经常发生矿物的脱水和吸水作用、碳酸盐化和脱碳酸盐化作用。这些过程,除与温度、压力有关外,还和变质作用过程中H2O和CO2的性状有关,其他化学组分,在不同的温度、压力以及外界组分的影响下,常表现出不同程度的活动性。例如,在接触交代变质作用过程中,在侵入体和围岩之间,通过双交代作用可形成。在区域变质作用过程中,岩石化学组分的稳定程度,有时可用化合物(硅酸盐、氧化物、硫化物等)的生成热来表示。一般说,生成热越高,这一化合物也越稳定。硫化物的生成热是较低的,氧化物和硅酸盐的生成热比硫化物高。因此,在区域变质作用过程中,当温度升高时,亲石元素(包括主要造岩元素K、Na、Fe、 Mg、Al、Si)保持其稳定;而亲铜元素则根据它们本身的特性,呈现出不同的活动性。这一情况也部分地解释了在区域变质作用过程中,岩石的主要造岩元素可以保持不变或稍有变化的原因。

矿物成分:

除含有角闪石、碳酸盐类等主要造岩矿物外,与岩浆岩和沉积岩相比,变质岩中常出现铝的(红柱石、蓝晶石、);不含铁的镁硅酸盐矿物();复杂的钙镁铁锰铝的硅酸盐矿物(类;铁镁铝的铝硅酸盐矿物(堇青石、十字石等);纯钙的硅酸盐矿物(等)以及主要造岩矿物中的某些特殊矿物(蓝闪石、绿辉石、、硬玉、硬柱石等)。这是变质岩矿物成分的主要特点。变质岩的矿物成分,决定于原岩成分和变质条件。原岩成分决定变质岩中可能出现什么矿物或矿物组合,如原岩为硅质石灰岩,主要成分为CaCO3和SiO2,经变质作用可能出现的矿物是:石英、、硅灰石、甲型硅灰石、灰硅钙石等。而变质条件则决定一定的原岩经变质作用后,具体出现什么矿物或矿物组合,如原岩为硅质石灰岩,在热接触变质作用中,如压力为10帕时,温度低于470℃,形成石英和方解石;当温度大于470℃时,则形成方解石和硅灰石或石英和硅灰石。原岩发生变质时,如不伴随交代作用,变质岩的矿物成分受上述两方面因素的共同制约。在变质岩中,把具有同一原始化学成分而矿物共生组合不同的所有变质岩,称为等化学系列;而把在同一变质条件下形成的具有不同矿物共生组合的所有变质岩,称为等物理系列。在有交代作用的情况下,变质岩的矿物成分,除决定于原岩和变质条件外,还与交代作用的性质和强度有关。变质岩的矿物成分,按成因可分为:稳定矿物,即在一定变质条件下稳定平衡的矿物;不稳定矿物(残余矿物),即在一定变质条件下,由于反应不彻底而部分残留下来的非稳定矿物。不稳定矿物和稳定矿物之间,常具有明显的置换关系。根据矿物稳定范围,变质岩的矿物成分还可分为:①特征矿物,指稳定范围较窄,反映变质条件比较灵敏的矿物,如绢云母、绿泥石、蛇纹石、浊沸石、绿纤石等,常为低级变质矿物;蓝晶石、十字石(中压)、红柱石、堇青石(低压),常为中级变质矿物;紫苏辉石、夕线石,常为高级变质矿物;蓝闪石、硬柱石、硬玉、文石,常为高压低温矿物等;②贯通矿物,指可以在较大范围的温度、压力条件下形成和存在的矿物,如石英、方解石,当这类矿物单独出现时,一般不具有指示变质条件的意义。

结构构造:

变质岩的结构是指变质岩中矿物的粒度、形态及晶体之间的相互关系,而构造则指变质岩中各种矿物的空间分布和排列方式。变质岩结构按成因可划分为下列各类:①变余结构,是由于变质结晶和重结晶作用不彻底而保留下来的原岩结构的残余。用前缀“变余”命名,如变余砂状结构、变余辉绿结构、变余岩屑结构等,根据变余结构、可查明原岩的成因类型。②变晶结构,是岩石在变质结晶和重结晶作用过程中形成的结构,常用后缀“变晶”命名,如粒状变晶结构、鳞片变晶结构等。按矿物粒度的大小、相对大小,可分为粗粒(>3毫米)、中粒(1~3毫米)、细粒(<1毫米)变晶结构和等粒、不等粒、斑状变晶结构等;按变质岩中矿物的结晶习性和形态,可分为粒状、鳞片状、纤状变晶结构等;按矿物的交生关系,可分为包含、筛状、穿插变晶结构等。少数以单一矿物成分为主的变质岩常以某一结构为其特征(如以粒状矿物为主的岩石为粒状变晶结构、以片状矿物为主的岩石为鳞片变晶结构),在多数变质岩的矿物组成中,既有粒状矿物,又有片、柱状矿物。因此,变质岩的结构常采用复合描述和命名,如具斑状变晶的中粒鳞片状变晶结构等。变晶结构是变质岩的主要特征,是成因和分类研究的基础。③交代结构,是由交代作用形成的结构,用前缀“交代”命名,如交代假象结构,表示原有矿物被化学成分不同的另一新矿物所置换,但仍保持原来矿物的晶形甚至解理等内部特点;交代残留结构,表示原有矿物被分割成零星孤立的残留体,包在新生矿物之中,呈岛屿状;交代条纹结构,表示钾长石受钠质交代,沿解理呈现不规则状钠长石小条等。交代结构对判别交代作用特征具有重要意义。④碎裂结构,是岩石在定向应力作用下,发生碎裂、变形而形成的结构,如碎裂结构、碎斑结构、糜棱结构等。原岩的性质、应力的强度、作用的方式和持续的时间等因素,决定着碎裂结构的特点。

变质岩构造按成因分为:①变余构造,指变质岩中保留的原岩构造,如变余层理构造、变余气孔构造等;②变成构造,指变质结晶和重结晶作用形成的构造,如板状、千枚状、片状、片麻状、条带状、块状构造等。

分类:

习惯上先按变质作用类型和成因,把变质岩分为下列岩类。

①区域变质岩类,由区域变质作用所形成。

②热接触变质岩类,由热接触变质作用所形成,如斑点板岩等。

③接触交代变质岩类,由接触交代变质作用所形成,如各种。

④动力变质岩类,由动力变质作用所形成,如压碎角砾岩、碎裂岩、碎斑岩、等。

⑤气液变质岩类,由气液变质作用形成,如云英岩、次生石英岩、蛇纹岩等。

⑥冲击变质岩类。由冲击变质作用所形成。

在每一大类变质岩中可按等化学系列和等物理系列的原则,再作进一步划分。在早期的分类方案中,还出现过从原岩的物质成分与类型出发,再依次按变质作用过程中发生的变化与生成的岩石进行的分类。所有这些分类,原则不尽相同,强调的分类依据也有差别。原岩类型和变质作用性质是变质岩分类的两个主要基础,但原岩类型的复杂性和变质作用类型的多样性,给变质岩的分类带来许多困难。以变质作用产物的特征(变质岩的矿物组成、含量和结构构造)对变质岩进行分类,将成为今后的主要趋势。

分布:

变质岩在地壳内分布很广,大陆和洋底都有,在时间上从古代至现代均有产出。在各种成因类型的变质岩中,区域变质岩分布最广,其他成因类型的变质岩分布有限。区域变质岩主要出露于各大陆的地盾和地块以及显生宙各时代的变质活动带(通常与造山带紧密伴生)。区域变质岩在地盾和地块上的出露面积很大,常为几万至几十万平方公里,有时可达百万平方公里以上,约占大陆面积的18%。前寒武纪地盾和地块通常组成各大陆的稳定核心,而古生代及以后的变质活动带,常常围绕前寒武纪地盾或地块,呈线型分布,如加拿大地盾东面的阿巴拉契亚造山带、波罗的地盾西北面的加里东造山带、俄罗斯地块南面的华力西造山带和阿尔卑斯造山带等。有些年轻的变质活动带往往沿大陆边缘或岛弧分布,这在太平洋东岸和日本岛屿表现明显,它们的分布表明大陆是通过变质活动带的向外推移而不断增长的。在另一些情况下,变质活动带也可斜切古老结晶基底而分布,它们代表大陆经解体而形成的陆内地槽,并将发展成新的台槽体系。20世纪60年代以来,还发现在大洋底部的沉积物和玄武质岩石之下,有变质的、等岩石的广泛分布,它们是由洋底变质作用形成的。由形成的各种接触变质岩石,仅局限于侵入体和火山岩体周围,分布面积有限,但分布的地区却十分广泛,在不同地质时期和构造单元内均有产出。由碎裂变质作用形成的各种碎裂变质岩,分布更有限,它们严格受各种断裂构造的控制。变质岩在的分布也很广。华北地块和塔里木地块主要由早前寒武纪的区域变质岩和组成,并构成了大陆的古老核心。以后的变质活动带则围绕或斜切地块呈线型分布。

矿产:

变质岩分布区矿产丰富,世界上发现的各种矿产,变质岩系中几乎都有,许多特大型,如金、铁、铬、镍、铜、铅、锌、等。主要分布于前寒武纪变质岩中,其成因大多与变质岩的形成有关。其他如与夕卡岩有关的铁矿床、铜铅锌等多金属矿床、与云英岩有关的钨锡钼铋铍钽矿床等,也与变质岩的形成有关。

变质岩是由变质作用所形成的岩石。它的岩性特征,一方面受原岩的控制,具有一定的继承性;另一方面,由于经受了不同的变质作用,在矿物成分和结构构造上具有其特征性(如含有变质矿物和定向构造等)。变质岩在我国和世界各地分布很广。前寒武纪的地层绝大部分由变质岩组成;古生代以后,在各个地质时期的地壳活动带(板块缝合带、如地槽区),在一些侵入体的周围以及断裂带内,均有变质岩的分布。与变质岩有关的金属和非金属矿产非常丰富,例如,我国和世界上的前寒武纪变质铁矿均占铁矿总储量的一半以上。

主要变质岩及鉴定特征:糜棱岩:动力变质岩,浅灰、灰绿或灰色,糜棱结构,碎裂构造,主要矿物为石英、长石、绿泥石。

大理岩:接触热变质岩,白、灰绿、黄或浅蓝色,等粒或变晶结构,块状构造,主要矿物为方解石、白云石;次要矿物为透闪石、透辉石。

矽卡岩:接触交代变质岩,颜色不定,结构为粒状微晶,块状构造,主要矿物为石榴子石、绿帘石、透辉石;次要矿物为铁、镁、钙硅酸盐。

蛇纹岩:接触交代变质岩,灰绿-黄绿色,隐晶质变晶结构,块状构造,主要矿物为蛇纹石;次要矿物为磁铁矿、钛铁矿。

板   岩:区域变质岩,灰至黑色,隐晶质变晶结构,板状构造,主要矿物为石英、粘土、绢云母。

片   岩:区域变质岩,黑、灰绿或绿色,变晶结构,片状构造,主要矿物为云母、绿泥石、角闪石;次要矿物为长石、绿帘石。

千枚岩:区域变质岩,黄、绿或蓝灰色,隐晶质变晶结构,千枚状构造,主要矿物为石英、绿泥石、绢云母。

石英岩:区域变质岩,白或灰白色,粒状变晶结构,块状构造,主要矿物为石英,次要矿物为白云母、硅线石。

片麻岩:区域变质岩,灰或浅灰色,粒状变晶结构,片麻状构造,主演矿物为石英、长石,次要矿物为云母、角闪石、硅线石。

变质岩介绍及图片  片岩(schist)

       完全重结晶、具有片状构造的变质岩。片理主要由片状或柱状矿物(云母、绿泥石、滑石、角闪石等)呈定向排列构成。片柱状矿物含量较高,常大于30%。粒状矿物以石英为主,可含一定量的长石,一般少于25%。

       由于原岩类型和变质作用程度不同,可形成不同的片岩:①云母片岩。主要由云母、石英和中酸性斜长石组成,可出现富铝的变质矿物,如十字石、蓝晶石、铁铝榴石、堇青石及红柱石等。原岩可以是粘土岩、粉砂岩或中酸性火山岩,主要是中级区域变质作用的产物。②钙硅酸盐片岩岩石中除云母石英外,以含较多的钙、镁(铁)硅酸盐矿物和少量方解石为特征。原岩主要为泥灰质沉积岩及部分英安质和安山质火山碎盾岩。常为中低级区域变质作用的产物。③绿片岩。主要由绿泥石、绿帘石、阳起石、斜长石和石英组成,一般由基性火山岩经低级区域变质作用形成。④角闪片岩。主要由角闪石和部分石英组成,有时含少量帘石、斜长石、黑云母及碳酸盐类矿物。原岩为中基性火山岩或泥灰质沉积岩。主要为中低级区域变质作用的产物。⑤蓝闪石片岩。具有低温高压的矿物组合,如蓝闪石、硬柱石、文石、硬玉等,可含黑硬绿泥石、绿泥石、钠长石、石英及阳起石等矿物。原岩主要为基性火山岩及硬砂岩。⑥镁质片岩。主要由叶蛇纹石、绿泥石、滑石等片状矿物组成,可含阳起石、菱镁矿、石英等矿物。变质程度较高时,可出现透闪石、阳起石、镁铁闪石和直闪石。原岩为超基性岩及部分极富镁的碳酸盐岩。常为低级区域变质作用的产物。

变质岩介绍及图片  榴辉岩(eclogite)

主要由绿辉石和石榴子石组成的高压变质岩。其中绿辉石为含透辉石、硬玉等的单斜辉石,石榴子石为含钙的铁镁铝榴石。可含石英、蓝晶石、顽火辉石、橄榄石、金红石、硬柱石等,有的还含普通角闪石、黝帘石、榍石等矿物,但不含斜长石。榴辉岩一般为深色,粗粒不等粒变晶结构,块状构造,比重较大,呈块状体或层状体产出。常以次要的特征矿物命名,如蓝晶石榴辉岩等。榴辉岩的化学成分与玄武岩相似,产状和成因比较复杂。

榴辉岩可作为包体产在金伯利岩中;也可在石榴橄榄岩侵入体中呈条带产出;可与麻粒岩相和角闪岩相的岩石伴生;也可在高压变质带的蓝片岩中出现。产状的不同,反映了榴辉岩成因的复杂性。关于榴辉岩的成因,主要观点有:榴辉岩是在地幔形成的,是地幔物质在一定深度的结晶产物,或是地幔岩石部分熔融的残留体;榴辉岩是玄武岩在大陆地壳深部条件下的变化产物;榴辉岩是在高岩压下,由玄武质岩浆结晶形成;榴辉岩是地壳深部变质作用的产物,压力极高,1.1~1.5×10(帕,最高可达3×10(帕,温度范围较宽,450~750℃。变质岩介绍及图片  冲击岩(impactite)

       由原岩经冲击变质作用改造而成的一种特殊的变质岩。在月球、金星、火星、水星和地球上均有分布,但地球上已保存不多。它由部分或全部熔化的单成分和复成分玻璃以及岩石和矿物的碎屑组成。

       冲击岩的分类和命名研究不够,各家意见尚不一致。有人根据冲击岩的岩性特征,分为冲击熔渣和冲击玻璃(假玄武玻璃)两种。有的根据冲击岩的产出特征、岩石的结构构造、碎屑颗粒大小以及基质类型等特点,划分为碎屑状冲击岩和块状冲击岩。德国的里斯陨石坑的紧靠冲击或爆炸中心位置上,有一种已固结的角砾状岩石,其玻璃基质中含有角砾状碎屑,外表与火山凝灰角砾岩或浮石状凝灰岩相似,但具有明显的冲击变质标志,此种岩石即是一种碎屑状冲击岩或译作陨击角砾岩。块状冲击岩含冲击成因玻璃至少在10%以上,一般都在50~60%,根据岩性特征,可以进一步划分为2个亚类:①由单成分玻璃或其结晶产物组成,并保留了原岩构造特点的块状冲击岩,是由原岩直接冲击熔化造成,后来未发生混合。②由复成分玻璃或其结晶产物组成并彻底消除了原岩构造特点的块状冲击岩,是在熔融体位移时发生高度混合的条件下生成的。

       还有根据冲击变质转化的程度和物质位移的程度的综合分类。也有人把硅酸盐类岩石和矿物,经超高速冲击变质而生成的冲击玻璃分为岩石玻璃和矿物玻璃。

变质岩介绍及图片  大理岩(marble)

       主要由方解石、白云石等碳酸盐类矿物组成的变质岩。在由于云南省大理县盛产这种岩石而得名,一般常称大理石。在商业上和工艺技术上往往把磨光后能够作装饰用的富钙的岩石(如结晶灰岩、白云岩)和某些蛇纹岩等也称为大理石,但在地质学上大理岩则限于碳酸盐类变质岩。

       大理岩是由石灰岩、白云质灰岩、白云岩等碳酸盐岩石经区域变质作用和接触变质作用形成,方解石和白云石的含量一般大于50%,有的可达99%。但是除少数纯大理岩外,在一般大理岩中往往含有少量的其他变质矿物。由于原来岩石中所含的杂质种类不同(如硅质、泥质、碳质、铁质、火山碎屑物质等),以及变质作用的温度、压力和水溶液含量等的差别,大理岩中伴生的矿物种类也不同。例如,由较纯的碳酸盐岩石形成的大理岩中,方解石和白云石占90%以上,有时可含有很少的石墨、白云母、磁铁矿、黄铁矿等,在低温高压条件下方解石可转变成文石;由含硅质的碳酸盐岩石形成的大理岩中,在中、低温时可含有滑石、透闪石、阳起石、石英等,在中、高温时可含有透辉石、斜方辉石、镁橄榄石、硅灰石、方镁石等,在高温低压条件下可出现粒硅钙石、钙镁橄榄石、镁黄长石等;由含泥质的碳酸盐岩石形成的大理岩中,在中、低温时可含有蛇纹石、绿泥石、绿帘石、黝帘石、符山石、黑云母、酸性斜长石、微斜长石等,在中、高温时可含有方柱石、钙铝榴石、粒硅镁石、金云母、尖晶石、磷灰石、中基性斜长石、正长石等。

       大理岩一般具有典型的粒状变晶结构,粒度一般为中、细粒,有时为粗粒,岩石中的方解石和白云石颗粒之间成紧密镶嵌结构。在某些区域变质作用形成的大理岩中,由于方解石的光轴成定向排列,使大理岩具有较强的透光性,如有的大理岩可透光2厘米,个别大理岩的透光性可达3~4厘米,它们是优良的雕刻材料。大理岩的构造多为块状构造,也有不少大理岩具有大小不等的条带、条纹、斑块或斑点等构造,它们经加工后便成为具有不同颜色和花纹图案的装饰建筑材料。

       大理岩除纯白色外,有的还具有各种美丽的颜色和花纹,常见的颜色有浅灰、浅红、浅黄、绿色、褐色、黑色等,产生不同颜色和花纹的主要原因是大理岩中含有少量的有色矿物和杂质,如含锰方解石组成的大理岩为粉红色,大理岩中含石墨为灰色,含蛇纹石为黄绿色,含绿泥石、阳起石和透辉石为绿色,含金云母和粒硅镁石为黄色,含符山石和钙铝榴石为褐色等。

       大理岩分布很广,在世界各地前寒武纪的地盾和地块中生代、古生代以后的变质活动作用的地区内均有出露。大理岩往往和其他的变质岩共生,有的呈厚度不等的夹层产出,有的则以大理岩为主夹杂其他的变质岩,厚度可达数百米。含有大理岩地层的同位素年龄距今最大可达37.6亿年。大理岩的产地遍布全国,其中以云南省大理县点苍山为最著名,点苍山大理岩具有各种颜色的山水画花纹,是名贵的雕刻和装饰材料。北京房山大理岩有白色和灰色两种。白色大理岩为细粒结构,质地均匀致密,称为汉白玉;浅灰色大理岩为中细粒结构,并具有各种浅灰色的细条纹状花纹,称为艾叶青。这两种均是优美的雕刻和建筑材料。广东云浮、福建屏南、江苏镇江、湖北大冶、四川南江、河南镇平、河北涿鹿、山东莱阳、辽宁连山关等地都产有各种大理岩。

变质岩介绍及图片  角岩(hornfels)

       具有细粒变晶结构和致密块状构造的热接触变质岩。又称角页岩。岩石中新生成的矿物有石英、长石、黑云母,可见红柱石、堇青石、石榴子石、夕线石、角闪石、辉石等。原岩可以是泥质、粉砂质、砂质沉积岩,也可以是各种火山岩。角岩常按所含主要矿物和特征变质矿物种类进一步命名,如长英角岩、堇青石黑云母角岩等。热接触变质作用形成的角岩,常与某些非金属矿床伴生,如石墨、刚玉、红柱石等。

变质岩介绍及图片  变粒岩(leptynite)

       以长石和石英为主、具细粒变晶结构的区域变质岩。其中长石含量大于25%,片、柱状矿物含量小于30%,粒度一般小于0.5毫米。片麻状构造不明显,常有微细层理或条带状构造,有时具韵律构造。粒度增大时,可过渡为片麻岩。片、柱状矿物小于10%时,称为浅粒岩。变粒岩是由半粘土质岩石或中、酸性火山岩,经区域变质作用形成。变粒岩中可有石榴子石、角闪石、辉石等矿物。比较特殊的变粒岩有电气石变粒岩、不含石英的钾长变粒岩和钠长变粒岩、含钙硅酸盐矿物的变粒岩等。

       变粒岩在分布广泛,辽东半岛、 山东半岛、 河北东部、山西北部等地均有大量出露。其中常有重要的矿产,如硼矿、铁矿、蓝晶石矿及石墨矿等。

变质岩介绍及图片  孔兹岩(khondalite)

       含石墨富铝的片岩、片麻岩夹大理岩和石英岩的区域变质岩组合。又称孔兹岩系。最早发现于印度格勒亨地东南部孔兹人居住地区,故名。其矿物组合为石榴子石、夕线石、石英和石墨。以后把在印度其他地区、缅甸、斯里兰卡等地相同类型的变质岩均称孔兹岩。

       20世纪80年代对孔兹岩提出了新的看法,认为孔兹岩系由下列各种岩石组成:①含和不含石榴子石的花岗片麻岩、注入片麻岩或混合岩;②含和不含石榴子石的石英-长石变粒岩和片麻岩;③含石榴子石的黑云母片麻岩;④石榴子石-夕线石-石墨片岩和片麻岩;⑤结晶灰岩、钙硅酸盐岩和钙质麻粒岩;⑥石英岩、石榴子石-石英岩、石榴子石麻粒岩、磁铁石英岩。孔兹岩系的原岩,一般认为属于稳定的陆棚浅海沉积物。对其中高铝岩石的成因,有人认为属古风化壳,有人认为它是由变质沉积岩在麻粒岩相条件下,经部分熔融后的残留物。也有人认为某些地区孔兹岩系的原岩为典型的浊流沉积物。孔兹岩系中的矿产,以同生沉积的石墨、夕线石、大理岩、晶质磷矿等非金属矿产为主。

       白片岩(whiteschist)

       以蓝晶石和滑石共生为特征的高压变质岩。多呈灰白色或浅褐色,具片状构造。有时肉眼见蓝晶石呈柱状,以 C轴平行于岩石的线理排列。可含有石英或铁镁铝榴石。蓝晶石和滑石组合是MgO-Al2O3-SiO2-H2O体系中的低温组合,在高温条件下稳定的组合是蓝晶石和铝直闪石、蓝晶石和顽火辉石或夕线石和烦火辉石。一般认为蓝晶石和滑石组合是绿泥石和石英组合脱水反应所生成。水饱和的条件下,蓝晶石和滑石的稳定区是:水压大于10×10(帕,温度为650~850℃。从白片岩的岩石化学成分判断,它的原岩应是基性火山凝灰岩或富镁泥质岩,但有些变质辉长岩也可出现蓝晶石和滑石的组合。形成白片岩的变质作用多发生在地壳深部,岩压是变质的主导因素,但流体超压亦不容忽视。由于后期的构造抬升,蓝晶石和滑石组合常被低压矿物组合所代替。

       蓝晶石和滑石组合不应与过去德文文献中的“白色片岩”(weiβ-shiefer)相混淆。有些学者把不含长石但含少量金云母和镁绿泥石的白云母石英片岩称为“白色片岩”,它是花岗岩和片麻岩经低温剪切变形和交代作用的产物,不是高压变质岩。

变质岩介绍及图片  夕卡岩(skarn) 

       主要由富钙或富镁的硅酸盐矿物组成的变质岩。矿物成分主要为石榴子石类、辉石类和其他硅酸盐矿物。细粒至中、粗粒不等粒结构,条带状、斑杂状和块状构造。颜色取决于矿物成分和粒度,常为暗绿色、暗棕色和浅灰色、比重较大。根据成分可分为以下几种:①钙质夕卡岩,是交代石灰岩形成的。主要矿物有石榴子石(钙铝榴石-钙铁榴石系列)和辉石(透辉石-钙铁辉石系列),有时含有符山石、硅灰石、方柱石、绿帘石、磁铁矿、碳酸盐类矿物和石英。②镁质夕卡岩,是交代白云岩或白云岩化灰岩形成的。标型矿物有透辉石、镁橄榄石、尖晶石、金云母、硅镁石、蛇纹石、韭闪石、硼镁铁矿、磁铁矿和白云石。③硅酸盐夕卡岩,是硅酸盐岩石受交代作用形成的。其成分与钙质夕卡岩相似,最典型的矿物是方柱石。
        夕卡岩一般是侵入体附近的碳酸盐岩或硅酸盐岩经接触交代变质作用形成的。其他成因的、具有夕卡岩矿物组成的类似岩石,前苏联学者分别称为:①夕卡岩类,指由不纯的碳酸盐岩石,如泥灰岩、钙质凝灰岩和类似岩石变质而成;②近夕卡岩,指由长石、石英、方柱石或绿帘石组成的并与侵入体一侧的夕卡岩相毗邻的岩石;③似夕卡岩,指矿物组成与夕卡岩相似而成因尚不能确定的岩石;④自反应夕卡岩,指由超基性岩、碱性超基性岩同辉长岩发生钙交代作用而形成的岩石。夕卡岩通常按主要矿物直接命名,如石榴子石夕卡岩、透辉石夕卡岩等。与钙质夕卡岩有关的矿产有铁、钴、铜、铂、钨、钼、铅和锌、金、锡、钪、铌、稀土和铀等;与镁质夕卡岩有关的矿产有硼、铁-锌和金云母等。

  变质岩介绍及图片  角岩(hornfels)

       具有细粒变晶结构和致密块状构造的热接触变质岩。又称角页岩。岩石中新生成的矿物有石英、长石、黑云母,可见红柱石、堇青石、石榴子石、夕线石、角闪石、辉石等。原岩可以是泥质、粉砂质、砂质沉积岩,也可以是各种火山岩。角岩常按所含主要矿物和特征变质矿物种类进一步命名,如长英角岩、堇青石黑云母角岩等。热接触变质作用形成的角岩,常与某些非金属矿床伴生,如石墨、刚玉、红柱石等。

变质岩介绍及图片  灰色片麻岩(grey gneiss)

       泛指在太古宙高级变质区广泛分布的主要由长石和石英组成的片麻岩类。长石以富钠质斜长石为主,钾长石主要为微斜长石,并含有少量的黑云母、角闪石、透辉石等暗色矿物。片麻状构造比较明显。具有英云闪长岩、奥长花岗岩和花岗闪长岩的化学成分。经常与麻粒岩、斜长角闪岩、富铝片麻岩、条带状磁铁石英岩等伴生。分布面积约占太古宙高级变质区的80%,主要分布区有格陵兰、加拿大、南非和印度等地。

       在主要出露于华北陆台的太古宙高级变质区。经多种同位素方法测定、最老的年龄可大于36亿年,被认为是地球历史中最古老的硅铝质岩石。关于灰色片麻岩的成因,存在不同的看法。

       ①认为它们是变质沉积岩,根据是一些含夕线石、堇青石、石榴子石等富铝矿物的长英质片麻岩与比较均匀的、含黑云母和角闪石的灰色片麻岩,呈互层状共生。因此,认为它们是长石砂岩、硬砂岩和富铝沉积岩等经角闪岩相-麻粒岩相变质作用和变形作用所形成。

       ②认为它们是变质火山岩及火山沉积岩,其化学成分可以与绿岩带的火山岩或火山碎屑岩相比,属英安岩-安山岩成分的钙碱性火山岩,经变质和变形作用所形成。

       ③认为它主要是英云闪长岩、奥长花岗岩、花岗闪长岩等深成侵入体经变质和变形作用形成,根据是在灰色片麻岩中可见未变形和未叶理化的英云闪长岩呈岩枝状斜切较老的岩石,它们的岩石化学和地球化学特征与沉积岩明显不同。这一认识,已成为早前寒武纪地质研究中的主要观点。但是灰色片麻岩的成因比较复杂,有些问题尚待进一步研究。

变质岩介绍及图片  紫苏花岗岩(charnockite)

       是一类与高级变质作用有成因联系的早前寒武纪含紫苏辉石的中酸性侵入岩或变质岩。由紫苏辉石、石英、斜长石和碱性长石组成。当其中的斜长石含量超过碱性长石时,称为紫苏花岗闪长岩;反之,为狭义的紫苏花岗岩。

       紫苏花岗岩常呈粗粒块状或片麻状,花岗结构,比重2.67左右,颜色较深。石英呈烟灰至浅蓝色,可含极细小金红石、富锆矿物或有众多裂隙和CO2包裹体;斜长石为更长石或中长石,常见钠长石律双晶和反条纹构造;碱性长石为正长石或微斜长石,往往呈现条纹构造(条纹相的成分常为更、中长石);普遍含紫苏辉石,多色性显著;石榴子石是紫苏花岗岩的特征矿物;有时含少量单斜辉石、普通角闪石和黑云母。全岩的SiO2含量(重量%)一般为70%左右,K2O>Na2O,K2O约3~7%,∑REE、LREE/HREE和δEu变化大。

       紫苏花岗岩形成于高温 (>700℃)、高压(>15公里深度)麻粒岩相变质岩区,是高级区域变质成因的火成岩或与麻粒岩互层的变质岩。它出露于经过深度侵蚀的前寒武纪基底杂岩,常与麻粒岩,有时与斜长岩共生。

变质岩介绍及图片  麻粒岩(granulite)

       在高温条件下形成的区域变质岩。矿物成分主要有紫苏辉石、透辉石和斜长石,普通角闪石和黑云母亦较常见,有时还有条纹长石、石英、石榴子石、堇青石和蓝晶石等,副矿物主要有金红石和钛铁矿等。麻粒岩的定义已趋统一,例如,它是麻粒岩相变质的岩石,长石有一定的含量,无水铁镁矿物中紫苏辉石为主要特征矿物,结构主要是花岗变晶结构等。但在铁镁矿物和长石含量等方面,尚有分歧。一种意见认为麻粒岩中的铁镁矿物含量不大于30%,其余应为浅色矿物,暗色矿物含量超过30%者不归入麻粒岩类。另一种意见认为麻粒岩中暗色矿物含量可达80~85%。还有的认为麻粒岩中紫苏辉石的含量应占暗色矿物的一半以上。麻粒岩形成时,水压大大小于固体总压,温度大致为700~900℃,压力为0.7~1.2×10(帕,相当于25~40公里的深度。关于麻粒岩的成因,一种比较普遍的看法是:原先位于地壳上部的原岩因某种构造作用而埋藏到地壳深部,由于高温变质作用,形成了麻粒岩相的矿物组合。

       70年代以来,有的地质学家提出了一种以深成作用为基础的板底垫托机制的新看法,他们否认麻粒岩原岩的上地壳性质,认为麻粒岩的原岩是上地幔派生的岩浆岩,岩浆从下面直接垫托于地壳底部,从高温开始冷却,并在麻粒岩相条件下结晶。有的学者提出了另一种板底垫托机制,强调麻粒岩形成于科迪勒拉型大陆边缘,原岩为俯冲洋壳部分熔融的产物。麻粒岩主要属早前寒武纪,在太古宙分布最广,其他时代少见。在麻粒岩分布区有丰富的矿产,如金、银、铬、镍、铂、铜、铅、硼、石墨、压电石英、宝石、云母、金红石、夕线石、磷矿等。因此,这些地区是重要的普查找矿区。

  变质岩介绍及图片  斜长角闪岩(amphibolite)

       主要由角闪石和斜长石组成的中、高级区域变质岩。又称角闪岩。角闪石和斜长石的含量相近。可含少量石英、铁铝榴石、黑云母、单斜辉石和斜方辉石。常为中、细粒纤状变晶结构,可具有块状、条带状或芝麻点状构造。关于斜长角闪岩的原岩类型和成因,岩石学家看法不一。斜长角闪岩的原岩可以是辉长岩和辉绿岩等侵入岩、玄武质熔岩或凝灰岩、泥质灰岩或钙质页岩等,但是要准确鉴定由不同原岩形成的斜长角闪岩,需要对斜长角闪岩的产状、接触关系、结构构造、矿物成分、地球化学和副矿物特征等作综合研究。

  变质岩介绍及图片  绿片岩(green schist)

       主要由绿泥石、绿帘石、阳起石和石英等绿色矿物组成的、具片状构造的低级区域变质岩。又称绿色片岩。

       矿物成分主要为绿泥石、绿帘石、黝帘石、阳起石、斜长石和石英。斜长石一般为钠长石,有时为更长石,可含少量云母和碳酸盐类矿物。原岩为基性火山岩、凝灰岩、硬砂岩及铁质白云质泥灰岩等。绿片岩进一步命名时,常以最多的暗色矿物作为基本名称,如绿帘绿泥片岩、绿泥阳起片岩等。
变质岩介绍及图片  片麻岩(gneiss)

       主要由长石、石英组成,中粗粒变晶结构和片麻状或条带状构造的变质岩。关于片麻岩的含义及其与片岩的区分标志,各国岩石学家的看法不尽一致。英国和美国主要根据岩石的构造(片状或片麻状)来区分片岩和片麻岩,北欧一些国家主要根据长石含量来区分,长石含量高的为片麻岩,含量低的为片岩。在,片麻岩指矿物组成中长石和石英含量大于50%,其中长石大于25%的变质岩。

       片麻岩的原岩类型和形成条件比较复杂。按原岩主要有下列类型:

       ①富铝片麻岩。由富铝的粘土质岩石经中高级变质作用形成。主要由石英、酸性斜长石、钾长石和黑云母组成,常含夕线石、蓝晶石、石榴子石、堇青石等富铝变质矿物当SiO2不足时,可出现刚玉,富碳时可出现石墨。

       ②斜长片麻岩。由中基性火山岩及火山质硬砂岩经变质作用形成。主要由斜长石、石英及绿泥石、云母、角闪石等组成,可含少量辉石、石榴子石等矿物。常见类型有黑云斜长片麻岩、角闪斜长片麻岩等。

       ③碱性长石片麻岩。由酸性火山岩及长石砂岩经变质作用形成。主要由钾长石、酸性斜长石、石英及少量黑云母角闪石等组成。

       ④钙质片麻岩。由钙质页岩及部分中、基性火山岩、凝灰岩经变质作用形成。主要由斜长石、石英、云母、角闪石、透辉石、阳起石等矿物组成,可含方解石、白云石、方柱石、钙铝榴石等矿物。

       片麻岩的进一步命名,可按特征变质矿物、片柱状矿物和长石种类进行,如石榴黑云斜长片麻岩、夕线石榴钾长片麻岩等。片麻岩在前寒武纪结晶基底和显生宙的造山带中均有大量分布,在世界各大陆如北欧的波罗的地盾、北美洲的加拿大地盾、非洲大陆、印度半岛、澳大利亚和的华北陆台等地均有分布。片麻岩中常赋存大量非金属矿产,如石墨、石榴子石、夕线石等。片麻岩可做建筑石材和铺路原料。

  变质岩介绍及图片  千枚岩(phyllite)

       显微变晶片理发育面上呈绢丝光泽的低级变质岩。典型的矿物组合为绢云母、绿泥石和石英,可含少量长石及碳质、铁质等物质。有时还有少量方解石、雏晶黑云母、黑硬绿泥石或锰铝榴石等变斑晶。常为细粒鳞片变晶结构,粒度小于0.1毫米,在片理面上常有小皱纹构造。原岩为粘土岩、粉砂岩或中酸性凝灰岩,是低级区域变质作用的产物。

       因原岩类型不同,矿物组合也有所不同,从而形成不同类型的千枚岩。如粘土岩可形成硬绿泥石千枚岩;粉砂岩可形成石英千枚岩;酸性凝灰岩可形成绢云母千枚岩;中基性凝灰岩可形成绿泥石千枚岩等。千枚岩可按颜色、特征矿物、杂质组分及主要鳞片状矿物进一步划分为银灰色绢云母千枚岩、灰黑色碳质千枚岩及灰绿色硬绿泥石千枚岩等。千枚岩分布很广,可形成于不同地质时代。

变质岩介绍及图片  板岩(slate)

       岩性致密、板状劈理发育、能裂开成薄板的低级变质岩。组成板岩的矿物颗粒很细,难以用肉眼鉴别。由于原岩成分没有明显的重结晶现象,新生矿物很少,以隐晶质为主,常有变余结构和构造。在显微镜下可见一些细小的不均匀分布的石英、绢云母、绿泥石等矿物。但大部分仍为隐晶质的粘土矿物及碳质和铁质粉末。常见残留的泥质、粉砂质或凝灰质结构和变余层理构造,有时有斑点构造。原岩为粘土岩、粉砂岩或中酸性凝灰岩。板岩裂开的方向与原岩层理无关,而与它们受应力作用的方向有关。板岩可根据颜色或所含杂质进一步划分,如碳质板岩、钙质板岩、黑色板岩等。如出现少量空晶石等变斑晶或斑点状集合体,可称为空晶石板岩、斑点板岩等。

       板岩在经受区域低温动力变质作用的地区分布广泛,如北方早元古宙的沱群,南方晚元古宙的板溪群和昆阳群都有大量的板岩。

变质岩介绍及图片  变质岩

       变质作用形成的岩石。是组成地壳的主要岩石类型之一。在变质作用中,由于温度、压力、应力和具有化学活动性流体的影响,在基本保持固态条件下,原岩的化学成分、矿物成分和结构构造发生不同程度的变化。变质岩的主要特征是这类岩石大多数具有结晶结构、定向构造(如片理、片麻理等)和由变质作用形成的特征变质矿物如红柱石、蓝晶石、十字石、堇青石、蓝闪石、硬柱石等。

       变质岩构造按成因分为:

       ①变余构造,指变质岩中保留的原岩构造,如变余层理构造、变余气孔构造等;

       ②变成构造,指变质结晶和重结晶作用形成的构造,如板状、千枚状、片状、片麻状、条带状、块状构造等。

       习惯上先按变质作用类型和成因,把变质岩分为下列岩类。

       ①区域变质岩类,由区域变质作用所形成,如板岩、千枚岩、片岩、片麻岩、绿片岩、斜长角闪岩、麻粒岩、榴辉岩、蓝闪石片岩等。

       ②热接触变质岩类,由热接触变质作用所形成,如斑点板岩、角岩等。

       ③接触交代变质岩类,由接触交代变质作用所形成,如各种夕卡岩。

       ④动力变质岩类,由动力变质作用所形成,如压碎角砾岩、碎裂岩、碎斑岩、糜棱岩等。

       ⑤气液变质岩类,由气液变质作用形成,如云英岩、次生石英岩、蛇纹岩等。

       ⑥冲击变质岩类。由冲击变质作用所形成。在每一大类变质岩中可按等化学系列和等物理系列的原则,再作进一步划分。在早期的分类方案中,还出现过从原岩的物质成分与类型出发,再依次按变质作用过程中发生的变化与生成的岩石进行的分类。所有这些分类,原则不尽相同,强调的分类依据也有差别。原岩类型和变质作用性质是变质岩分类的两个主要基础,但原岩类型的复杂性和变质作用类型的多样性,给变质岩的分类带来许多困难。以变质作用产物的特征(变质岩的矿物组成、含量和结构构造)对变质岩进行分类,将成为今后的主要趋势。

       变质岩在地壳内分布很广,大陆和洋底都有,在时间上从太古宙至现代均有产出。在各种成因类型的变质岩中,区域变质岩分布最广,其他成因类型的变质岩分布有限。区域变质岩主要出露于各大陆的前寒武纪地盾和地块以及显生宙各时代的变质活动带(通常与造山带紧密伴生)。区域变质岩在地盾和地块上的出露面积很大,常为几万至几十万平方公里,有时可达百万平方公里以上,约占大陆面积的18%。前寒武纪地盾和地块通常组成各大陆的稳定核心,而古生代及以后的变质活动带,常常围绕前寒武纪地盾或地块,呈线型分布,如加拿大地盾东面的阿巴拉契亚造山带、波罗的地盾西北面的加里东造山带、俄罗斯地块南面的华力西造山带和阿尔卑斯造山带等。有些年轻的变质活动带往往沿大陆边缘或岛弧分布,这在太平洋东岸和日本岛屿表现明显,它们的分布表明大陆是通过变质活动带的向外推移而不断增长的。在另一些情况下,变质活动带也可斜切古老结晶基底而分布,它们代表大陆经解体而形成的陆内地槽,并将发展成新的台槽体系。

       20世纪60年代以来,还发现在大洋底部的沉积物和玄武质岩石之下,有变质的玄武岩、辉长岩等岩石的广泛分布,它们是由洋底变质作用形成的。由岩浆作用形成的各种接触变质岩石,仅局限于侵入体和火山岩体周围,分布面积有限,但分布的地区却十分广泛,在不同地质时期和构造单元内均有产出。由碎裂变质作用形成的各种碎裂变质岩,分布更有限,它们严格受各种断裂构造的控制。变质岩在的分布也很广。华北地块和塔里木地块主要由早前寒武纪的区域变质岩和混合岩组成,并构成了大陆的古老核心。震旦纪以后的变质活动带则围绕或斜切地块呈线型分布。

       变质岩分布区矿产丰富,世界上发现的各种矿产,变质岩系中几乎都有,许多特大型矿床,如金、铁、铬、镍、铜、铅、锌、滑石、菱镁矿等。主要分布于前寒武纪变质岩中,其成因大多与变质岩的形成有关。其他如与夕卡岩有关的铁矿床、铜铅锌等多金属矿床、与云英岩有关的钨锡钼铋铍钽矿床等,也与变质岩的形成有关。

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